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    地面效应回归,赛车“吸”在地面的新时代

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    墨沫说车5天前

    2022年,F1赛车的外观发生了颠覆性变化:巨大的18英寸轮毂,简洁流畅的车身,以及最为醒目的——车体两侧宛如隧道入口般深邃的文丘里通道。这标志着被禁赛数十年的 “地面效应” 技术正式回归。这不是一次简单的复古,而是空气动力学理念的一次革命性重塑,其目标是将赛车更高效、更“干净”地“吸”在赛道上。

    什么是“地面效应”?
    简单说,就是利用赛车底部与地面之间的狭窄空间,制造一个强大的低压区。想象一下飞机的机翼:上表面弧线长,空气流速快、压力小;下表面平直,空气流速慢、压力大,从而产生升力。如果把机翼上下颠倒,就能产生下压力。而“地面效应”则更激进:它将赛车的整个底盘打造成一个
    倒置的机翼,并且利用地面作为这个“机翼”的天然下壁板。
    当高速气流从车头进入这个被侧裙和文丘里通道密封住的底部空间时,通道会逐渐收窄(文丘里效应),气流被迫加速,根据伯努利定律,流速越快,压力越低。于是在赛车底部,尤其是在车尾扩散器前,会形成一个极端的
    低压真空区。这个低压区产生的“吸力”,其效率远高于单纯依靠前后翼产生的下压力。

    旧时代的地效赛车与禁令
    上世纪70年代末至80年代初,是地面效应赛车的黄金时代。诸如布拉汉姆BT46B“风扇车”、莲花79等赛车,通过全长的侧裙几乎完全密封车底,创造了骇人听闻的过弯速度。然而,极端的下压力也带来了极端的危险:一旦侧裙因颠簸或车身高度过低而损坏,车底的密封被瞬间打破,低压区消失,下压力会
    突然全部丧失,赛车会像一块肥皂一样毫无征兆地滑出赛道,且毫无补救可能。由于安全性无法保障,国际汽联(FIA)最终全面禁止了通过活动部件主动密封车底的地面效应。

    2022新规:安全可控的“地效2.0”
    2022年的新规则,以精妙的方式让地面效应安全回归。其核心是:

    1. 强制性的文丘里隧道:规则明文规定了车体两侧必须设计这种产生下压力的气流通道,所有车队站在同一起跑线。
    2. 禁止主动密封:不允许任何形式的活动侧裙或风扇,车底与地面的密封主要依靠气流自身产生的涡流密封。车队需要利用前翼和复杂的前轮导流板产生的涡流,在车侧形成一道向下旋转的“气墙”,隔离车底低压区与车外常压区。
    3. 引入防海豚跳机制:极端的“吸力”会导致赛车在直道上高频上下跳动(海豚跳),不仅损坏底盘,也让赛车难以操控。新规要求所有赛车配备底板挠性测试防海豚跳支架,限制底板的过大幅形变,确保安全性。
      这种新的地面效应,其下压力约有
      60%来自车底,只有约40%来自传统翼片。这意味着赛车对前方乱流的敏感度降低,跟车变得更易,超车机会增多。同时,减少了对复杂翼片的依赖,使得车身气流(特别是车轮产生的乱流)对后车的影响变小,比赛更精彩。
      地面效应的回归,是赛车空气动力学从“向下压”到“向上吸”的理念转变。它让赛车更贴近地面飞行,也让这项运动在安全与极限的平衡木上,迈入了追求更纯粹机械抓地力的新时代。工程师们不再只是雕刻翼片,更像是在设计两条无形的“磁悬浮轨道”,让赛车吸附其上,御风而行。

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